Составители:
Рубрика:
46
В средней части рисунка (рис. 3.1 б) приведены функции поглощения (от 0 −
отсутствие поглощения в атмосфере до 100 % − полное поглощение излучения) всей
толщи атмосферы при зенитном угле 40°, а на рис. 3.1 в − слоя атмосферы от ее верхней
границы до высоты 11 км. Подчеркнем, что приведенные функции поглощения относятся
к случаю безоблачной атмосферы
. Из рисунка следует, что как вся атмосфера, так и ее
часть выше тропопаузы полностью поглощают солнечное УФ излучение. Это обусловлено
поглощением, прежде всего, молекулами кислорода и озона, играющими роль «щита» для
биосферы от излучения фотонов с высокой энергией, а также важную роль в
формировании профиля температуры в стратосфере и мезосфере.
Более подробная
информация о проникновении солнечного УФ излучения в атмосферу Земли дана на
рис. 3.2, где изображены высоты в атмосфере, для которых оптическая толщина ее (от
верхней границы) равна единице.
Из рисунка следует, что большая
часть солнечного излучения для длин
волн 0.01 − 0.18 мкм поглощается в
слоях атмосферы выше 100 км. Для
длин волн
0.2−0.3 мкм основное
поглощение происходит в слое
атмосферы с нижней границей при
30−40 км. На рис. 3.2 указаны основные
газовые составляющие, ответственные
за поглощение солнечного излучения в
УФ области спектра (О
2
, О, N
2
, N, NO,
О
3
).
Солнечное излучение начинает
достигать поверхности Земли, начиная
с длин волн, больших 0.3 мкм
(рис. 3.1 а и 3.2). Начиная приблизительно с этих длин волн, атмосферное поглощение
быстро уменьшается, и мы видим, что для длин волн 0.3 − 0.9 мкм большая часть
солнечного излучения достигает поверхности Земли (и тем более высоты 11 км). Такие
спектральные области, где
атмосферное поглощение невелико, принято называть окнами
прозрачности атмосферы. Указанная спектральная область соответствует окну
прозрачности в видимой области спектра.
Начиная приблизительно с 1 мкм, атмосферное поглощение в среднем
увеличивается, достигая 100 % в отдельных полосах поглощения различных атмосферных
газов (они указаны на рис. 3.1). Эти полосы поглощения особенно наглядно видны на
рис. 3.1 в. Сравнивая рис. 3.1
б и рис. 3.1 в, можно видеть, что в ИК области спектра
атмосферное поглощение наблюдается, прежде всего, в тропосфере (поглощение
существенно меньше для уровня 11 км, чем для поверхности Земли). Это связано с тем,
что именно в тропосфере содержится большая часть таких важных поглощающих ИК
излучение молекул, как H
2
О и СО
2
. Спектральные области между полосами поглощения
образуют окна прозрачности атмосферы в ИК области спектра. Начиная примерно с
13−14 мкм, функции поглощения всей толщи атмосферы приближаются к 100 %, т.е.
наблюдается полное поглощение. Это связано, в основном, с поглощением молекулами
СО
2
и H
2
О.
Для иллюстрации спектров поглощения отдельных атмосферных газов в ИК области
спектра приведем рис. 3.3, где даны функции пропускания для таких газов как СО, СH
4
,
N
2
O, O
3
, CO
2
, HDO, H
2
O и всей многокомпонентной атмосферы.
Рис. 3.2. Высоты в атмосфере, для которых
оптическая толща ее (от верхней границы) равна 1 [43].
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- …
- следующая ›
- последняя »
